現代鐵路火車都是靠電力帶動,那麼鐵路上的強大電網是從何而來?

現代鐵路火車都是靠電力帶動,那麼鐵路上的強大電網是從何而來?靜靜的沉澱2017-12-05 21:02:37

鐵路及火車供電系統,我從車站供電、普通火車供電、高鐵列車供電三個方面解釋:

1、車站供電。大型車站都有從電廠、或專用供電線路進行高壓輸送,透過供電站點變壓器進行車站各種電氣裝置需求的高壓、低壓,進行供電,這類似於供電局給市區供電一樣不難理解,不在這裡多說了。

要說明的是,鐵路沿途各站,是透過鐵路全線的貫通供電線,給各站供電的。

2、普通列車供電。電力牽引機車供電,是由沿途各供電所透過接觸網進行供電的,詳細說明在高鐵部分進行。由於我國鐵路現代化建設發展很快,旅客列車已經基本被新型空調旅客列車替代,列車車輛的空調系統、照明系統、供暖系統等,用電量非常大,那麼是如何供電的呢?旅客列車是由供電列車供電的。

什麼是列車供電呢?由於目前旅客列車用電量大,還有一些是內燃機車牽引的不是電氣化鐵路線路,為了解決這個問題,在旅客列車上加掛一節供電專車,電力是由內燃發動機帶動發電機進行發電,在透過電纜向個節車廂供電,所以旅客列車是使用供電列車提供的電能。

3、客運專線以及高鐵供電系統。客專高鐵都屬於動車列車,高鐵時速300至350公里;客專時速200至250公里。他們之間有什麼本質上的區別呢?高鐵是每個車輪做為動力驅動輪,客專是前部輪組、中部輪組、後部輪組做為動力驅動輪,因為每組動力車輪需要每項工作同步,這就提出來更高的技術要求,所以也稱之為動車組。

我們知道高鐵沒有專門的車頭,就是一組動車都有供電系統,所以每節列車的所有供電系統的電能,是透過沿途鐵路接觸網將供電所提供的電能,給每節列車供電的。

高鐵與普鐵的電氣化供電原理是一樣的,只不過高鐵要求的各項指標更加嚴格罷了,因為列車速度加大,列車上部的取電受電弓、與機車上部的接觸網需要可靠接觸,才能正常取得電力。時速越快衝擊力越大,就像坐在卡車上小小的昆蟲打在臉上都會很疼痛道理一樣,所以高鐵的接觸網平直、平順度要求很高。

我們知道交流電都是三相電,那麼電氣化鐵路上部接觸網只有一根線,這是怎麼回事呢?先請看下圖的電力機車構造及工作原圖做為簡單瞭解就行了:

現代鐵路火車都是靠電力帶動,那麼鐵路上的強大電網是從何而來?

電力 機車明白了,再簡單敘述一下接觸網。接觸網是由支援部分,即支柱、腕臂構成的。接觸網的結構部分就是承力索腕臂底座下部至接觸導線之間的懸掛部分,包括承力索與接觸線。接觸網無論是在車站內、還是行車區間,都分為各個錨段。為了防止受氣溫影響是接觸線冬天緊,夏天松馳,在沒個錨段兩側增設了懸掛墜砣。為了防止接觸線竄動,中間假設了中錨。為了防止接觸線把受電弓磨出槽,就把接觸線左右拉出形成之字形,也就做定位拉出值。

為了使整個供電網與各供電所、交流電的各相分開,就在需要隔離的部位安裝了分段、分相隔離絕緣器。所以你乘坐高鐵時,總會有一會列車照明中斷,就是列車受電弓與絕緣器接觸斷電造成的。所以在這區段會有警示牌“禁止雙弓”,防止造成各供電所、交流電的各相分開形成短路。

電氣化鐵路供電形式很多,下面以自耦變壓器(AT)供電方式再談一下供電過程:

電氣化鐵道自耦變壓器(AT)供電方式

採用AT供電方式時,牽引變電所主變輸出電壓為55kV,經AT(自耦變壓器,變比2:1)向接觸網供電,一端接接觸網,另一端接正饋線(簡稱AF線,亦架在田野側,與接觸懸掛等高),其中點抽頭則與鋼軌相連。AF線的作用同BT供電方式中的NF線一樣,起到防干擾功能,但效果較前者為好。此外,在AF線下方還架有一條保護(PW)線,當接觸網絕緣破壞時起到保護跳閘作用,同時亦兼有防干擾及防雷效果。

現代鐵路火車都是靠電力帶動,那麼鐵路上的強大電網是從何而來?

顯然,AT供電方式接觸網結構也比較複雜,田野側掛有兩組附加導線,AF線電壓與接觸網電壓相等,PW線也有一定電位(約幾百伏),增加故障機率。當接觸網發生故障,尤其是斷杆事故時,更是麻煩,搶修恢復困難,對運輸干擾極大。但由於牽引變電所饋出電壓高,所間距可增加一倍,並可適當提高末端網壓,在電力系統網路比較薄弱的地區有其優越性。

什麼是開閉所?

現代鐵路火車都是靠電力帶動,那麼鐵路上的強大電網是從何而來?

所謂開閉所,是指不進行電壓變換而用開關裝置實現電路開閉的配電所,一般有兩條進線,然後多路饋出向樞紐站場接觸網各分段供電。進線和出線均經過斷路器,以實現接觸網各分段停、供電靈活執行的目的。又由於斷路器對接觸網短路故障進行保護,從而可以縮小事故停電範圍。

2、什麼是分割槽亭?

分割槽亭設於兩個牽引變電所的中間,可使相鄰的接觸網供電區段(同一供電臂的上、下行或兩相鄰變電所的兩供電臂)實現並聯或單獨工作。

如果分割槽廳兩側的某一區段接觸網發生短路故障,可由供電的牽引變電所饋電線斷路器及分割槽亭斷路器,在繼電保護的作用下自動跳閘,將故障段接觸網切除,而非故障段的接觸網仍照常工作,從而使

事故範圍縮小一半。

3、什麼是AT 所?

牽引網採用AT 供電方式時,在鐵路沿線每隔10km 左右設定一臺自耦變壓器AT,該設定處所稱做AT 所。

自藕變壓器跨接於接觸網(T)和正饋導線(AF)之間,其中點與鋼軌(R)及接觸網線路同杆架設的保護線(PW)相連形式的AT 供電方式。

3、什麼是AT 所?

牽引網採用AT 供電方式時,在鐵路沿線每隔10km 左右設定一臺自耦變壓器AT,該設定處所稱做AT 所。

自藕變壓器跨接於接觸網(T)和正饋導線(AF)之間,其中點與鋼軌(R)及接觸網線路同杆架設的保護線(PW)相連形式的AT 供電方式。